Поиск

Днепровский береговой дренаж
17.08.2015

Это первый в гидротехнической практике береговой горизонтальный дренаж для защиты затопляемых и подтопляемых территорий в зоне водохранилищ гидроэлектростанций, положивший начало широкому применению береговых дренажей.
Днепровский дренаж был заложен в 1934 г. для защиты городской территории от подтопления грунтовыми водами в связи с созданием водохранилища Днепрогэса имени
В.И. Ленина и подъемом уровня воды в верхнем бьефе Днепра. До подпора разница между минимальным и максимальным уровнями достигала 8,65 м. По исследованиям И.А. Скабаллановича (1934, 1938, 1949 и 1955 гг.), дренаж оградил территорию от подъема грунтовых вод.
До создания водохранилища грунтовые воды в прибрежной зоне залегали на глубине 2—3,5 м, на расстоянии 500—900 м от реки — от 3,5 до 5 м, а далее глубже 5 м.
Дренаж заложен в аллювиальных и делювиальных песчано-глинистых отложениях, подстилаемых глинами и глинистыми песками, залегающими на кристаллических породах и глинистых продуктах их разрушения. Водопроводящие породы — кварцевые и глинистые пески (коэффициент фильтрации от 2,7 до 10 м/сут), водоупор — глауконитовые пески и глины. Поверхность грунтовых вод до подпора имела уклон к реке (водоносный горизонт безнапорный). Водное питание территории — грунтовой поток четвертичных отложений, подпитываемый атмосферными осадками, сбросными водами заводов и города. При нормальном подпертом уровне в реке и отсутствии дренажа уровень грунтовых вод должен был устанавливаться на 1,3—2 м выше уровня, существовавшего в 1931 г. Это привело бы к подтоплению подвальных помещений и фундаментов зданий, к нарушению нормальной работы всего подземного хозяйства города.
Для устранения вредных последствий подтопления городской территории береговой дренаж проложили в виде горизонтальной трубы длиной 2520 м. Труба состояла из железобетонных колец овоидального сечения внутренними размерами 0,8x1,2 м в нижней части и из круглых колец диаметром 0,5 м в голове. Дрена с уклоном 0,0001—0,0002 заложена на расстоянии 150—350 м от реки, на 0,5—1,5 м ниже естественного уровня грунтовых вод и на 1,6—1,4 м ниже НПУ водохранилища после реконструкции ГЭС. В трубах сделаны отверстия через 230 мм по длине и через 150 мм по высоте в 3 ряда. Вокруг дренажа уложен крупный щебень диаметром 10—15 мм, затем мелкий щебень диаметром 2—5 мм, а за ним среднезернистый песок диаметром 0,2—1 мм (рис. 31).

Днепровский береговой дренаж

При повышении уровня воды в реке на 3,8—4,6 м создалось движение грунтовых вод к дрене со стороны коренного берега и от реки. По данным наблюдений 1935—1938 и 1949—1951 гг., глубина грунтовых вод за дреной изменялась от 0,4 до 0,6 м, в зависимости от величины инфильтрации атмосферных осадков. На участке между дреной и рекой эти колебания составляли 1,7—3,1 м при изменении уровня воды в реке до 4,1—4,8 м. У дрены наблюдается скачок грунтовых вод 0,15—0,3 м. Отсутствие фильтра под дном и вокруг колец ведет к заилению коллектора. Грунт выносится со стороны дна через стыки колец с зазорами свыше 1 см.
В первый год эксплуатации дренажа в течение первого месяца выносилось от 0,3 до 1 м3 грунта на 1 км коллектора. Заиление колодцев достигало 0,3 м; в пролетах коллектора (сечением 0,8х 1,2 м) толщина слоя наносов составляла 0,1—0,15 м, а в кольцах (диаметром 0,5 м) — 0,25 м. После 1951 г. дренаж очищали 2—3 раза в год.
Вода из берегового дренажа откачивается в р. Днепр насосной станцией, которая работает до настоящего времени без реконструкции.
Как показали расчеты И.А. Скабаллановича, до и после устройства дренажа положение уровня грунтовых вод на участке от дрены к коренному берегу совпадает с положением, определенным по формуле Дюпюи, и на участке от дрены до водохранилища оно приближается к положению, определенному по формуле Г.Н. Каменского (с учетом инфильтраций).
Береговой дренаж безупречно справляется с понижением уровня грунтовых вод без дополнительного дренажа. Недостатками в его устройстве, создающими некоторые эксплуатационные затруднения, являются заиление дрен, недостаточные размеры труб в нижней части дренажа и непригодные для осмотра и очистки размеры труб в верхней части.